ECF 漂白在大型芦苇制浆生产线的应用

赵梦倩

(北京京诚新星造纸工程技术有限公司，北京，100176)

芦苇是重要的非木材造纸原料之一，其茎秆含纤维素50%左右，纤维平均长度达1.12 mm，有些荻苇的纤维长度甚至比阔叶木还长。与其他草类原料相比，芦苇的木素含量低，聚戊糖含量较高，灰分含量低，纤维特性优于其他草类原料。芦苇在我国分布广、产量高，有第二森林之称，因而利用芦苇造纸，无论从经济效益还是环境效益来讲都是一个很好的选择。

随着国家对环保要求的和对废水排放标准要求的日渐严格，以及人们对成品纸质量要求的日益提高，传统的CEH 漂白方法正逐渐被淘汰，因为CEH 漂白废水中所含的氯化有机物有致癌性，对环境的危害很大，而对环境友好的ECF 漂白则越来越占据优势。ECF 漂白技术解决了漂白废水对环境的污染问题，且该方法所得纸浆的白度高、强度好、不易返黄，因此受到各企业的青睐，但ECF 漂白投资成本相对较高，一般多用于木材原料的漂白生产中，国际上对于木浆ECF 漂白的研究也较为深入，国外针木浆ECF漂白方法的经验对于我国非木料原料漂白的研究具有重要的借鉴作用［1-2］。

笔者曾参与设计了辽宁盘锦某纸厂年产15 万t苇浆ECF 漂白项目，该项目已经运行投产，并达到了预期设计效果，且生产稳定，效益显著。本文简单介绍该工艺的流程、设备、技术参数和一些设计心得，以供参考。

1 项目概述

该项目采用湿法备料、连续蒸煮、氧脱木素+ECF 漂白(OD0E(OP)D1)工艺。ECF 漂白第一段采用高温ClO2漂白，第二段为O2和H2O2强化的碱抽提，第三段采用ClO2进行补充漂白，漂后浆的白度可以达到85%。采用这种漂白流程，生产的纸浆质量好，废水的污染负荷低，可以达到产品质量标准和更高的环保要求。

2 工艺流程

2.1 蒸煮工段

苇片经湿法备料后用泵输送到斜螺旋脱水机，脱水后进入回料螺旋输送机和销鼓计量器，经计量的苇片连续、均匀、定量地进入预蒸螺旋输送机，经低压蒸汽升温软化后进入螺旋喂料器，苇片经压缩后形成料塞推入T 形管，开始吸收蒸煮药液和高压蒸汽，然后进入蒸煮管，在饱和蒸汽的作用下，蒸煮药液与木素反应，脱去木素。蒸煮好的浆料进入中间管经卸料器喷至喷放锅，由浆泵送至洗选工段。

2.2 洗选及氧脱木素工段

洗选及氧脱木素工段流程见图1。来自蒸煮工段的粗浆先依次进入压力除节机和中浓除砂器，除去苇节和杂质后的良浆经过3 台串联的鼓式真空洗浆机组逆流洗涤并同时进行黑液提取，提取后的良浆经1 台双辊挤浆机，稀释调浓后进入中浓氧脱木素系统。送入氧脱木素塔前，在中浓系统中依次加入保护剂MgSO4、NaOH、中压蒸汽和氧气。中浓系统的作用是使浆料在较高浓度下与化学药品充分地混合并达到反应所需的温度后进入反应器。经过氧脱木素后的浆料经塔顶部的卸料器排放到喷放塔，从喷放塔出来的浆料进入一级三段全封闭式筛选系统，第一段压力筛的良浆经2 台串联鼓式真空洗浆机洗涤浓缩后送漂前浆塔。

2.3 漂白工段

漂白工段流程见图2。从漂前浆塔出来的浆料送入中浓系统进入第一段高温漂白，在中浓混合器中加入ClO2和蒸汽，浆料与ClO2充分混合加热后进入D0段漂白塔，漂后浆料经稀释后泵送入D0段鼓式真空洗浆机，浆料洗涤浓缩后送入中浓系统进入第二段O2和H2O2强化的碱抽提漂白段，在立管中加入NaOH 和H2O2，在混合器前加入蒸汽和氧气，混合均匀送入E (OP)段漂白塔反应后，浆料经稀释泵送入E (OP)段鼓式真空洗浆机洗浆，然后进入中浓立管开始第三段ClO2的补充漂白，在混合器前加入ClO2和蒸汽，混合均匀后进入D1段漂白塔，出漂白塔的浆料进入D1段真空洗浆机，洗后浆料入贮浆塔以备造纸车间使用。洗后浆可加入少量SO2溶液以避免返黄。

3 设备选择及说明

(1)蒸煮设备:采用湿法备料、连续蒸煮和冷喷放工艺。苇片洗涤采用2 条生产线，选用2 台90 m3水力洗苇机，从原料脱水开始采用3 条独立的脱水与连续蒸煮生产线，选用3 台Φ585 mm 螺旋喂料器和9 根Φ1800 mm ×10500 mm 蒸煮管，喷放贮存选用1 台喷放锅来满足项目产量要求，喷放锅采用先进技术进行余热回收。

(2)氧脱木素塔:卸料器引进GL＆V 设备，本项目采用一段氧脱木素，脱木素率45%。

(3)筛选设备:粗浆采用中浓全封闭式筛选系统，具有去除纤维束效果好、在低排渣率的情况下获得高洁净度浆料等优点。筛浆浓度从传统的1%提高到2%～3%，与传统技术相比，生产用水量小、能耗低(节省30%左右)。粗浆筛选排放的浆渣少，对环境产生的影响小。本工程设三段筛选，第一段、第二段选用进口封闭压力筛，第三段选用国产跳筛，并在第二段压力筛前加上一段除砂器，以加大除砂力度，保护筛板，提高筛选效率。

(4)洗浆设备:洗浆机采用双列布置，洗选及氧脱木素段洗浆机10台，面积100 m2;漂白段洗浆机6 台，面积75 m2，均选用山东汶瑞公司的鼓式真空洗浆机。该设备技术成熟，性能稳定，与引进设备相比可节约初期投资费用，售后服务便捷，备品备件更换也更加经济。

(5)中浓设备:全套引进GL＆V设备，其设备技术可靠，性能稳定。中浓浆泵内置有真空系统和排气系统，且配管灵活，给设备和管道布置上带来便捷。混合器带有双向剪切的转子，混合效率达到92% ～94%，同时不产生振动，减少了车间内的噪音。

(6)漂白塔:三段漂白塔均采用升降流形式，与单独的升流式漂白塔相比有如下优点:①操作灵活、运行性能好。②容易排空、维护方便。③停留时间容易控制，易于调节。④其中降流塔项部留有10% ～20%的空间，可增加产量。

4 技术参数

洗选、氧脱木素及漂白技术参数及化学品消耗量如表1 ～表3 所示。

表1 工艺参数

表2 氧脱木素及漂白工艺参数

表3 氧脱木素及漂白化学品消耗量kg/t (风干浆)

5 工艺设计中的几点说明

(1)漂白车间的酸碱腐蚀性很强，设备的材质选择问题是设计中的难点和重点，为了达到较好的防腐效果又不造成浪费，本项目对设备材质的选择如表4所示。

表4 设备材质的选择

(2)封闭筛选布置在氧脱木素之后，其特点有:①氧脱木素后的浆料直接进入封闭筛选系统，可省去1 台洗浆机，节约了设备和厂房的投资成本。②氧脱木素段不仅可以脱除45%的木素，还可看成是蒸煮段的补充，它可以把一些絮状纤维进一步分离，这样再进行筛选，可减少筛浆损失，提高筛浆得率。

(3)在3 台串联洗浆机之后加入1 台双辊挤浆机是为了保证进氧脱木素系统的浆料浓度，因为氧脱木素反应对浓度的要求较高，国产真空洗浆机一般不能满足该要求，而多1 台双辊压榨机，可使浆料洗涤更洁净。

(4)本设计采用的是高温ClO2漂白工艺，比传统的低温ClO2漂白更有效，能降低漂白化学品用量，减少ECF 漂白废水中氯化有机物(AOX)的生成。

该项目顺利投产后，至今已稳定运行了4 年的时间，可作为草类原料适用于ECF 漂白的一个验证，同时对于其他相似的制浆项目有一定的借鉴作用。用此种方法生产的漂白浆可生产高档文化用纸，具有良好的经济效益、社会效益和环境效益。

［1］ WU Bing，WANG Tian-tang，LU Shi-ping. Discussion of Corrosion Protection Technology in Paper Industry［J］. China Pulp ＆ Paper，2012，31(3):25.武 兵，王天堂，陆士平. ClO2漂白塔及废水池的防腐蚀应用技术探讨［J］. 中国造纸，2012，31(3):25.

［2］ LI Zhi，LI Jun，XU Jun，et al. Research on Larch Kraft Pulp ECF Bleaching［J］. China Pulp ＆ Paper，2012，31(9):6.李 智，李 军，徐 峻，等. 落叶松硫酸盐浆ECF 漂白工艺的研究［J］. 中国造纸，2012，31(9):6.